Інтерфейсування крокового двигуна

Визначення крокового двигуна

Кроковий двигун — це ДП двигун, який рухається дискретними кроками, зі швидкістю обертання, що залежить від частоти електричного сигналу.

Компоненти

Двигун має ротор (постійний магніт) і статор (обмотка), при чому ротор обертається, а статор залишається нерухомим.

Принцип роботи

Центральний контакт на обмотці статора дозволяє змінювати напрямок струму, коли він заземлений. Це змінює магнітні властивості статора, селективно притягуючи та відштовхуючи ротор, що створює кроковий рух.

Послідовність кроків

Для правильного руху двигуна потрібно дотримуватися послідовності кроків. Ця послідовність задає напругу, яку слід застосувати до фази статора. Зазвичай використовується 4-крокова послідовність.

Коли послідовність виконується від кроку 1 до 4, отримуємо годинниковий оберт, а коли вона виконується від кроку 4 до 1, отримуємо протигодинниковий оберт.

Діаграма з'єднання

Нижче показана діаграма з'єднання крокового двигуна до мікроконтролера. Це загальна діаграма, яка може бути застосована до будь-якої родини мікроконтролерів, таких як PIC, AVR або 8051.

Оскільки мікроконтролер не може забезпечити достатнього струму, використовується драйвер, такий як ULN2003, для запуску двигуна. Також можуть бути використані окремі транзистори або інші драйверні інтегральні схеми. Переконайтеся, що підключені зовнішні резистори зі зведенням, якщо це необхідно. Ніколи не підключайте двигун безпосередньо до пінів контролера. Напруга двигуна залежить від його розміру.

Звичайний 4-фазний уніполярний кроковий двигун має 5 клем. 4 фазові клеми і одна спільна клема центрального контакту, яка підключена до землі. Алгоритм програмування для безперервного обертання в годинному напрямку наведено нижче-

• Ініціалізуйте порти, які використовуються для двигуна, як виходи

• Напишіть загальну програму затримки, наприклад, 500 мс

• Виведіть першу послідовність-0 × 09 на піни

• Викличте функцію затримки

• Виведіть другу послідовність-0 × 0 c на піни

• Викличте функцію затримки

• Виведіть третю послідовність-0 × 06 на піни

• Викличте функцію затримки

• Виведіть четверту послідовність-0 × 03 на піни

• Викличте функцію затримки

• Перейдіть до кроку 3

Кут кроку

Кількість кроків, необхідних для завершення одного повного оберту, залежить від кута кроку крокового двигуна. Кут кроку може варіюватися від 0.72 градусів до 15 градусів на крок. В залежності від цього може знадобитися від 500 до 24 кроків для завершення одного оберту. У застосуваннях управління положенням вибір двигуна повинен базуватися на мінімальному куті обертання, який потрібен на кожному кроці.

Півкрок

Крокові двигуни можуть працювати з половинним фактичним кутом кроку, відомим як півкрок. Наприклад, двигун, розрахований на 15 градусів на крок, можна запрограмувати на обертання на 7.5 градусів на крок за допомогою спеціальної послідовності півкроку.

Кроковий двигун vs Серводвигун

Обидва типи двигунів, кроковий і серводвигун, використовуються в основному в застосуваннях управління положенням. Але є відмінності в їхній роботі та конструкції. Кроковий двигун має велику кількість полюсів або зубців на своєму роторі, і ці зубці виступають як магнітні східні та південні полюси, які притягаються або відштовхуються від електрично намагніченого катушкового статора. Це допомагає створити кроковий рух, який генерує кроковий двигун.

З іншого боку, в серводвигуні положення контролюється спеціалізованими схемами та системою зворотного зв'язку, яка генерує сигнал помилки для переміщення валу двигуна.